JP2001294888A - 掛け捨て方式研削加工用油剤 - Google Patents

掛け捨て方式研削加工用油剤

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JP2001294888A
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grinding
grinding fluid
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oil
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Michihiko Okugawa
道彦 奥川
Satoshi Abe
聡 阿部
Masuo Gotou
培雄 五藤
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Yushiro Chemical Industry Co Ltd
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Yushiro Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 研削性能に優れ、窒素化合物を含有せず環境
汚染のない掛け捨て方式研削加工用油剤を提供する。 【解決手段】 本発明の掛け捨て方式研削加工用油剤
は、全量を100重量部とした場合、カルボン酸のアル
カリ金属塩(A)が1〜50重量部及びノニオン界面活
性剤(B)が1〜40重量部を含有する。成分(A)と
してはオレイン酸カリウム、ヘキサデカンジオン酸カリ
ウム等、成分(B)としてはHLBが4〜14であるエ
ステル系ノニオン界面活性剤及び/又はエーテル系ノニ
オン界面活性剤とすることができる。本研削加工用油剤
は、0.5重量%水溶液を凝集処理した処理液のCOD
が小さく、優れた研削性能を発揮し、更に窒素化合物を
含有しないので、廃棄物となっても環境汚染の心配がな
い。また、本研削加工用油剤は、アルミ磁気ディスクの
研削加工に好適に用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、掛け捨て方式研削
加工用油剤に関し、更に詳しくは、研削性能に優れ、窒
素化合物を含有せず環境汚染のない掛け捨て方式研削加
工用油剤に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に掛け捨て方式研削加工用油剤は、
合成洗剤、界面活性剤、油脂、極圧添加剤、消泡剤、金
属防食剤、防腐剤等が含まれている組成物で、これを水
で希釈して用いられる。掛け捨て方式で研削加工を行う
アルミ磁気ディスク用の研削油剤としては、例えば、特
開平2−216617号公報に開示されたアルキルベン
ゼンスルホン酸塩、特開平8−249653号公報に開
示されたアルカノールアミン、特開平9−256171
号公報に開示されたアルコール系溶剤、界面活性剤、特
公平5−7440号公報に開示された油性剤、界面活性
剤、アルカノールアミン等が知られている。また、研削
油剤には潤滑性及び防食性を目的として、各種のアミン
化合物、すなわち、第1〜3級アルカノールアミン、ア
ルキルアミン、アルキルアリールアミン、アラルキルア
ミン、シクロヘキシルアミン、アルコキシアルキルアミ
ン、ジアミン、アルキルアミンアルキレンオキシド付加
物、カルボン酸アミド、カルボン酸アルキロールアミド
等の水溶性窒素化合物が添加される場合が多い。しかし
ながら、上記のアミン化合物のような含窒素化合物は、
その廃液が河川、湖沼、海へ流れ込んだ場合に、富栄養
化等の水質汚濁の問題になること、アミン化合物を含有
する廃液を焼却処理した場合には窒素化合物がNOx
形態の物質となり光化学スモッグや酸性雨の原因となる
こと等、環境汚染の問題を抱えているのが実情である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであり、研削性能に優れ、窒素化合物
を含有せず環境汚染のない掛け捨て方式研削加工用油剤
を提供することを目的とする。ここで、「掛け捨て」と
は、1回の研削加工において投入、使用した研削加工用
油剤は再利用できない、という意味である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、研削性能
に優れ、窒素化合物を含有せず環境汚染のない掛け捨て
方式研削加工用油剤について検討した結果、本発明を完
成するに至った。すなわち、本発明の掛け捨て方式研削
加工用油剤は、研削油剤全量を100重量部とした場
合、(A)カルボン酸のアルカリ金属塩の含有量が1〜
50重量部、及び(B)HLBが4〜14であるノニオ
ン性界面活性剤の含有量が1〜40重量部であることを
特徴とする。
【0005】本発明の(A)成分のカルボン酸のアルカ
リ金属塩は、主として潤滑性を付与し、研削性能を向上
させる目的で配合するものである。(A)成分の「カル
ボン酸」としては、特に限定されず、高級飽和モノカル
ボン酸、ジカルボン酸、不飽和カルボン酸及びカルボン
酸の重縮合物等が挙げられるが、第2発明に示すよう
に、モノカルボン酸、ジカルボン酸、及びナフテン酸が
好ましい。好ましくは炭素数12以上、より好ましくは
炭素数16以上の高級脂肪酸が用いられ、例えば、ラウ
リン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、
オレイン酸、ベヘニン酸、ラノリン脂肪酸等が挙げられ
る。また、「アルカリ金属」としては、ナトリウム、カ
リウム等が挙げられ、これらのうち、カリウムが好まし
く用いられる。
【0006】本発明の(A)成分のカルボン酸のアルカ
リ金属塩は上記のカルボン酸とアルカリ金属の水酸化物
との中和反応によって得られる。尚、本発明のアルカリ
金属のカルボン酸塩は、一種単独で用いることも、ある
いは二種以上を組み合わせて用いることもできる。
【0007】上記(A)成分の含有量は、研削油剤全量
を100重量部とした場合、1〜50重量部の範囲であ
り、より好ましくは10〜50重量部の範囲で、更に好
ましくは15〜40重量部の範囲で用いられる。含有量
が1重量部未満では、研削性能が劣り、50重量部を越
えると、研削油剤がゲル化して取り扱いが困難となる。
【0008】本発明の(B)成分のノニオン界面活性剤
は、主として研削粉が砥石に目詰まりするのを防止する
目的で配合するものである。本発明で用いられるノニオ
ン界面活性剤の特徴はHLB(親水親油バランス)が、
4〜14の範囲にあることである。より好ましくは4.
5〜12の範囲に、更に好ましくは5〜11.5の範囲
にあるものが良い。HLBが4未満では研削性能が劣
り、HLBが14を越えると廃液の凝集処理が困難とな
る。
【0009】本発明の(B)成分の「ノニオン界面活性
剤」としては、特に限定されないが、エーテル系、エス
テル系のものが好ましく用いられる。(1)エーテル系
の非イオン性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチ
レンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフ
ェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルナフチル
エーテル、ポリオキシエチレンアビエチルエーテル、ポ
リオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール等
が、(2)エステル系の非イオン性界面活性剤として
は、ポリオキシエチレンモノカルボン酸エステル、ポリ
オキシエチレンジカルボン酸エステル、ポリオキシエチ
レンプロピレングリコールカルボン酸エステル、ポリオ
キシエチレンソルビタンモノカルボン酸エステル、ポリ
オキシエチレンソルビタントリカルボン酸エステル、エ
チレングリコールモノカルボン酸エステル、プロピレン
グリコールモノカルボン酸エステル、ジエチレングリコ
ールモノカルボン酸エステル、グリセリンモノカルボン
酸エステル、ソルビタンモノカルボン酸エステル、ソル
ビタンセスキカルボン酸エステル、ソルビタントリカル
ボン酸エステル、ショ糖カルボン酸エステル等が挙げら
れる。尚、エーテル系のノニオン系界面活性剤のうち、
ポリオキシエチレンアルキルエーテルは炭素数16以上
のものが好ましく用いられる。炭素数が15以下のもの
は、自然環境下での毒性、生分解性及び生分解生成物の
毒性の観点から好ましくない。
【0010】上記(B)成分の含有量は、研削油剤全量
を100重量部とした場合、1〜40重量部の範囲であ
り、より好ましくは5〜30重量部の範囲で、更に好ま
しくは10〜20重量部の範囲で用いられる。含有量が
1重量部未満では、研削性能が劣り、40重量部を越え
ると、研削加工用油剤が不均一の液体となって取り扱い
が困難となる。
【0011】本発明の掛け捨て方式研削加工用油剤は、
上記の必須成分より構成されるが、その他従来より研削
加工用油剤に使用されている添加剤を適宜配合すること
ができる。例えば、菜種油、パーム油、椰子油、牛脂等
の動植物油脂、脂肪酸、脂肪酸エステル等の油性向上
剤、窒素化合物を含有しない極圧添加剤、防腐剤、防錆
剤、防カビ剤、消泡剤、酸化防止剤、防食剤等を挙げる
ことができる。また、本発明の研削加工用油剤は、原液
であるいは20〜500倍に水で希釈して使用すること
ができる。
【0012】また、本研削加工用油剤は使用後の廃液が
環境汚染を引き起こさない組成物である。すなわち、本
研削加工用油剤の0.5重量%水溶液を凝集処理した処
理液のCOD(化学的酸素要求量)が500ppm以下
であることを特徴とする。CODは主として有機物によ
る水の汚濁の程度を示す指標で、その値は水中の汚濁物
質を100℃で酸化剤(過マンガン酸カリウム)で酸化
するときに消費される酸素量で表すものである。本研削
加工用油剤の組成は0.5重量%水溶液を凝集処理した
処理液のCODが低く、水質汚染の悪化を招くことがな
い。また、窒素化合物を含有しないことから、廃液が内
海、内湾、湖沼等閉鎖性水域に流れ込んだとしても、富
栄養化の原因となり得ず、また、焼却処理によってもN
xを発生するおそれがない。
【0013】本発明の掛け捨て方式研削加工用油剤は、
アルミ磁気ディスクの研削加工に用いるものである。そ
の他、被研削材料がステンレス、亜鉛、銅の場合にも利
用できる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明について、実施例及
び比較例を挙げて具体的に説明する。表1に示す組成の
研削加工用油剤を調製し、研削性能試験及びCOD測定
を行った。尚、表1において組成を表す数値は重量部を
表す。また、ここで使用した成分は以下のとおりであ
る。オレイン酸カリウムは「オレイン酸」(試薬1級:
和光純薬工業社製)を「水酸化カリウム」(試薬1級:
和光純薬工業社製)で中和して調製したもの、ヘキサデ
カンジオン酸カリウムは、「ヘキサデカンジオン酸」
(試薬1級:東京化成工業社製)を上記水酸化カリウム
で中和して調製したもの、モノステアリン酸ポリエチレ
ングリコール(HLB11.9)は、商品名「イオネッ
トMS400」(三洋化成工業社製)、モノステアリン
酸ポリエチレングリコール(HLB15.7)は、商品
名「イオネットMS1000」(三洋化成工業社製)、
トリオレイン酸ソルビタン(HLB1.8)は、商品名
「イオネットS85」(三洋化成工業社製)、ポリオキ
シエチレンステアリルエーテル(HLB10.7)は、
商品名「ノニオンS207」(日本油脂社製)を用い
た。尚、表中の*印の数字は、本発明範囲を外れる値又
は好ましくない性能値を示す。
【0015】
【表1】
【0016】研削性能試験及びCOD測定は以下に示す
条件で行った。尚、表1における比較例5及び6は組成
物が固化及び不均一となったので試験には供さなかっ
た。 研削性能 試験機:研削性能測定研磨機ラボテスターGP1型(マ
ルトー社製) 砥石:PNA砥石C#4000−H052(日本特殊陶
業社製) 被削材:アルミ磁気ディスク基板M4M−O(A508
6アルミニウム合金) (日本軽金属社製) 加工条件:平均砥石周速90m/min,平均被削材周
速1m/min,定圧荷重80gf/cm2 研削加工用油剤濃度:0.5重量% 研削加工用油剤液供給量:180ml/min 加工時間:5分 加工枚数:5枚 評価項目:被削材の重量減少より換算した研削レート
(μm/min) COD 試料の1%水溶液に、薬剤として硫酸アルミニウム10
重量%水溶液、炭酸ナトリウム10重量%水溶液、及び
高分子凝集助剤(商品名「ハイモロックAP107」ハ
イモ株式会社製)0.1重量%水溶液を以下の濃度にな
るようそれぞれ添加してフロックを形成させた。これを
濾過して得られた処理液のCODを過マンガン酸カリウ
ム滴定法で測定した。薬剤添加量は以下のとおりであ
る。 (1)硫酸アルミニウム:1500ppm (2)炭酸ナトリウム:750ppm (3)高分子凝集助剤:10ppm 以上の試験結果を表1に示す。
【0017】表1の結果によれば、比較例1のようにノ
ニオン界面活性剤の含有量が発明の範囲外で更に少ない
場合、CODは小さく良好だが、研削性能においては、
実施例1のような安定した研削レートを得ることができ
ず、加工枚数の増加とともに研削レートの減少が見られ
た。また、ノニオン界面活性剤のHLBが発明の範囲外
にある比較例3及び比較例4においても、CODが異常
に大きくなったり、研削レートの減少が見られた。実施
例2及び実施例3では、カルボン酸のアルカリ金属塩を
1種類とした場合であるが、含有量が発明の範囲内にあ
り、安定した研削性能及びCODの小さな値を示した。
尚、本発明においては、前記具体例に示すものに限られ
ず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した
組成とすることができる。
【0018】
【発明の効果】本発明の掛け捨て方式研削加工用油剤
は、優れた研削性能を発揮し、本研削加工用油剤の0.
5重量%水溶液を凝集処理した処理液のCODも小さ
く、更に窒素化合物を含有しないので、廃棄物となって
も環境汚染の心配がない。従って、本発明の掛け捨て方
式研削加工用油剤は、各種の研削加工用として極めて有
用なものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C10M 129/64 C10M 129/64 145/26 145/26 // C10N 10:02 C10N 10:02 30:00 30:00 Z 40:22 40:22 (72)発明者 五藤 培雄 神奈川県高座郡寒川町田端1580番地 ユシ ロ化学工業株式会社内 Fターム(参考) 3C047 FF08 GG15 4H104 AA01C BB16A BB16C BB18A BB18C BB26A BB26C BB39A BB39C BB44A BB44C BB47A BB47C CB14A CB14C EA01A EA01C EB04 FA01 LA20 PA22 PA33 QA02

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 本研削油剤全量を100重量部とした場
    合、(A)カルボン酸のアルカリ金属塩の含有量が1〜
    50重量部、及び(B)HLBが4〜14であるノニオ
    ン界面活性剤の含有量が1〜40重量部であることを特
    徴とする掛け捨て方式研削加工用油剤。
  2. 【請求項2】 上記成分(A)のカルボン酸がモノカル
    ボン酸、ジカルボン酸、ナフテン酸から選ばれる少なく
    とも1種以上のカルボン酸である請求項1記載の掛け捨
    て方式研削加工用油剤。
  3. 【請求項3】 本研削油剤の0.5重量%水溶液を凝集
    処理した処理液のCOD(化学的酸素要求量)が500
    ppm以下である請求項1又は2に記載の掛け捨て方式
    研削加工用油剤。
  4. 【請求項4】 アルミ磁気ディスクの研削加工に用いら
    れる請求項1乃至3に記載の掛け捨て方式研削加工用油
    剤。
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